中國農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022 55 8 1642 1656 Scientia Agricultura Sinica doi 10 3864 j issn 0578 1752 2022 08 014 收稿日期 2021 07 09 接受日期 2021 10 09 基金項(xiàng)目 國家自然科學(xué)基金 31301576 江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目 PAPD 聯(lián)系方式 謝意通 Tel 18933567483 E mail 2019108022 通信作者姜麗 Tel 19951682026 E mail jiangli 開放科學(xué) 資源服務(wù) 標(biāo)識(shí)碼 OSID 外源蔗糖對(duì)紫背天葵采后品質(zhì)及葉綠體的影響 謝意通 張飛 石潔 馮莉 姜麗 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院 南京 210095 摘要 背景 紫背天葵采后生理代謝活躍 加上對(duì)低溫敏感 采后往往貯藏于略低于室溫的黑暗環(huán)境中 但紫背天葵長期 黑暗貯藏 會(huì)出現(xiàn)采后糖饑餓 影響紫背天葵的品質(zhì) 黑暗貯藏也會(huì)抑制光合過程 導(dǎo)致光合同化產(chǎn)物減少 加劇采后糖饑 餓 而蔗糖是植物體內(nèi)光合產(chǎn)物運(yùn)輸?shù)闹饕问?目的 研究采后外源蔗糖處理對(duì)紫背天葵采后品質(zhì) 蔗糖代謝及葉綠體 的影響 探討蔗糖處理延緩采后衰老的相關(guān)機(jī)制 方法 在篩選出最佳蔗糖處理濃度的基礎(chǔ)上 檢測(cè)紫背天葵貯藏期間淀 粉 可溶性糖 還原糖 可溶性蛋白和葉綠素含量 研究蔗糖處理對(duì)紫背天葵采后品質(zhì)的影響 檢測(cè)貯藏期間蔗糖 果糖 葡萄糖含量和蔗糖代謝相關(guān)酶活性如淀粉酶 Amylase 蔗糖磷酸合成酶 SPS 蔗糖酸性水解酶 AI 蔗糖合成酶 SS S 和蔗糖分解酶 SS C 研究蔗糖處理對(duì)紫背天葵蔗糖代謝的影響 利用透射電子顯微鏡觀測(cè)葉綠體超微結(jié)構(gòu)在貯藏期間的 變化 檢測(cè)貯藏期間葉綠體脂氧合酶 LOX 活性 丙二醛含量 MDA 最大光化學(xué)效率 Fv Fm 和實(shí)際光化學(xué)效率 QY 研究蔗糖處理對(duì)葉綠 體生理和功能的影響 在生化水平和亞細(xì)胞水平上探究采后蔗糖處理對(duì)紫背天葵的影響 結(jié)果 前 期的蔗糖濃度篩選發(fā)現(xiàn) 12 的蔗糖保鮮效果最佳 尤其在貯藏后期 12 蔗糖處理組與對(duì)照組相比 呼吸強(qiáng)度降低 39 失重率降低 7 8 腐爛率降低 15 87 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) 在貯藏后期 處理組與對(duì)照組相比 蔗糖含量比為 1 82 淀粉 含量比為 1 10 可溶性糖含量比為 1 11 可溶性蛋白含量比為 2 20 和葉綠素含量比為 1 23 蔗糖處理顯著延緩了糖類 物質(zhì)和含氮物質(zhì)的降解 蔗糖處理顯著抑制 SPS AI 和 Amylase 活性的上升 說明蔗糖處理抑制了紫背天葵的蔗糖代謝 從而減少了蔗糖和淀粉的分解 后期對(duì)紫背天葵葉綠體生理功能研究發(fā)現(xiàn) 貯藏結(jié)束時(shí) 處理組與對(duì)照組相比 有效維 持了葉綠體結(jié)構(gòu)完整性 葉綠體脂氧合酶活性降低 53 13 葉綠體丙二醛含量降低 33 33 最大和實(shí)際光化學(xué)效率分別 是對(duì)照組的 1 35 倍和 1 97 倍 說明蔗糖處理顯著延緩葉綠體衰老 進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn) 紫背天葵葉綠體功能與淀粉和可 溶性糖含量顯著正相關(guān) 表明糖饑餓引起的碳源匱乏會(huì)影響葉綠體功能 結(jié)論 蔗糖處理通過降低紫背天葵采后呼吸強(qiáng) 度 失重率和腐爛率 調(diào)控蔗糖代謝 降低葉綠體膜脂氧化程度和維持葉綠體結(jié)構(gòu)完整 抑制了紫背天葵采后品質(zhì)劣變 從而延緩了紫背天葵衰老 關(guān)鍵詞 蔗糖代謝 葉綠體 糖饑餓 紫背天葵 保鮮 Effects of Exogenous Sucrose on the Postharvest Quality and Chloroplast of Gynura bicolor D C XIE YiTong ZHANG Fei SHI Jie FENG Li JIANG Li College of Food Science and Technology Nanjing Agricultural University Nanjing 210095 Abstract Background The physiological metabolism of G bicolor is active after harvest and it is sensitive to low temperature After harvest it is often stored in a dark environment with slightly lower than room temperature However the long term dark storage of G bicolor will lead to sugar starvation which affects the quality of G bicolor The dark storage also inhibits the 8期 謝意通等 外源蔗糖對(duì)紫背天葵采后品質(zhì)及葉綠體的影響 1643 photosynthetic process resulting in reduced photosynthetic assimilation products and aggravated postharvest sugar starvation and sucrose is the main form of photosynthetic product transport in plants Objective The effects of exogenous sucrose treatment on postharvest quality sucrose metabolism and chloroplast of G bi c o l o r were studied to explore the related mechanism of sucrose treatment on delaying postharvest senescence in this study Method On the basis of screening out the optimal concentration the contents of starch soluble sugar reducing sugar soluble protein and chlorophyll in G bicolor during storage were detected to study the effect of sucrose treatment on postharvest quality of G bicolor The contents of sucrose fructose glucose and sucrose metabolism related enzyme activities such as Amylase SPS AI SS s and SS c were detected during storage and then the effects of sucrose treatments on sucrose metabolism of G bicolor was studied The changes of chloroplast ultrastructure during storage were observed by TEM The activity of LOX the content of MDA and the Fv Fm and QY of chloroplast during storage were detected then the effects of sucrose treatment on the physiology and function of chloroplast were studied The effects of postharvest sucrose treatment on G bicolor were studied at biochemical and subcellular levels Result The screening of sucrose concentration in the earlier study showed that 12 sucrose had the best preservation effect Especially in the late storage period compared with the control distilled water treatment the respiratory intensity weightlessness rate and decay rate of 12 sucrose treatment decreased by 39 7 8 and 15 87 respectively Further study found that in the late storage compared with the control the treated sucrose content ratio was 1 82 starch content ratio was 1 10 soluble sugar content ratio was 1 11 soluble protein content ratio was 2 20 and chlorophyll content ratio was 1 23 indicating sucrose treatment significantly delayed the degradation of carbohydrates and nitrogenous substances Sucrose treatment significantly inhibited the activities of SPS AI and Amylase indicating that sucrose treatment inhibited sucrose metabolism thereby reducing the decomposition of sucrose and starch In the later study on the physiological functions of chloroplasts of G bi c o lo r it was found that at the end of storage compared with the control the treated G bicolor effectively maintained the structural integrity of chloroplasts reduced the activity of chloroplast LOX by 53 13 and reduced the content of MDA by 33 33 The Fv Fm and QY were 1 35 and 1 97 times that of the control respectively indicating that sucrose treatment significantly delayed the senescence of chloroplasts Further analysis showed that chloroplast function was positively correlated with starch and soluble sugar content indicating that carbon source deficiency caused by sugar starvation could affect chloroplast function Conclusion Sucrose treatment inhibited postharvest quality deterioration and chloroplast senescence of G b i c o l o r by reducing respiratory intensity weightlessness rate and decay rate regulating sucrose metabolism reducing the degree of chloroplast membrane lipid oxidation and maintaining the integrity of chloroplast structure thereby delaying the senescence of G bi c ol o r Key words sucrose metabolism chloroplast sugar starvation Gynura bicolor D C preservation 0 引言 研究意義 紫背天葵 Gynura bicolor D C 又名觀音菜 沖繩菠菜等 性喜溫 1 紫背天葵是一 種藥食同源的高檔蔬菜 富含營養(yǎng)物質(zhì) 具有很高的 食用以及研究價(jià)值 由于紫背天葵采后的代謝旺盛 極易失水萎蔫和腐爛 因此保鮮極為需要 紫背天葵 在采后階段 為了減少強(qiáng)光帶來的蒸騰效應(yīng)和抑制呼 吸作用 往往貯藏于弱光或黑暗環(huán)境 但長期處于黑 暗環(huán)境 其自身糖類物質(zhì)逐漸匱乏而發(fā)生糖饑餓 會(huì) 引起其他物質(zhì)如蛋白質(zhì) 葉綠素的分解周轉(zhuǎn) 從而加 速衰老 2 3 因此 研究紫背天葵采后糖饑餓影響品質(zhì) 變化的規(guī)律以及探索延緩采后糖饑餓的保鮮方法具有 積極的意義 前人研究進(jìn)展 近些年 關(guān)于紫背天 葵采后生理和保鮮的研究愈來愈多 如紫外線C UV C 照射 4 1 甲基環(huán)丙烯 1 methylcyclopropene 1 MCP 5 和一氧化氮 NO 熏蒸 6 以及納米包裝氣 調(diào)等 7 但都沒有與采后糖饑餓的結(jié)合研究 目前 關(guān)于采后糖饑餓引發(fā)衰老的相關(guān)研究還鮮有報(bào)道 國 內(nèi)外對(duì)糖饑餓的相關(guān)研究主要集中在動(dòng)植物的生長 發(fā)育階段 8 9 和細(xì)胞水平 10 植物中糖饑餓的誘導(dǎo)因 素主要有弱光 極端溫度 干旱以及澇害等非生物脅 迫 11 12 這些脅迫的共同特點(diǎn)是破壞葉綠體 即通過 破壞光合功能 影響糖類物質(zhì)的生成 進(jìn)而誘發(fā)細(xì)胞 自噬相關(guān)基因 ATGs 和衰老基因 SAGs 的表達(dá) 調(diào)控周轉(zhuǎn)葉綠體內(nèi)的含氮物質(zhì) 如葉綠素和蛋白質(zhì)等 來響應(yīng)機(jī)體內(nèi)的低碳環(huán)境 13 IZUMI等 14 研究發(fā)現(xiàn)水 稻葉片在黑暗處理后 葉綠體自噬周轉(zhuǎn)過程和碳源狀 態(tài)高度相關(guān) 而不是氮源狀態(tài) 揭示葉綠體的自噬周 轉(zhuǎn)是由碳源匱乏誘導(dǎo) IZUMI等 15 后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)外源 添加蔗糖可以減少黑暗環(huán)境中自噬小泡的生成 證實(shí) 在碳源匱乏狀態(tài)下添加外源蔗糖可以抑制葉綠體自 噬 暗示蔗糖對(duì)延緩糖饑餓有一定作用 姚笛 16 通過 研究不同可溶性糖浸泡青花菜 發(fā)現(xiàn)蔗糖處理可以減 1644 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 55卷 緩青花菜葉綠素以及營養(yǎng)物質(zhì)的降解 本研究切入 點(diǎn) 蔗糖往往被當(dāng)作營養(yǎng)液應(yīng)用于花卉的扦插培養(yǎng) 而用于農(nóng)產(chǎn)品采后保鮮的研究較少 外源碳源如蔗糖 的處理是否可以延緩蔬菜采后衰老以及維持采后貯藏 較高的碳源狀態(tài)還鮮有研究 擬解決的關(guān)鍵問題 在采后利用蔗糖處理紫背天葵 研究蔗糖處理影響紫 背天葵采后生理代謝和品質(zhì)變化的規(guī)律 探討蔗糖是 否對(duì)紫背天葵采后衰老有抑制作用 為生產(chǎn)實(shí)踐中的 保鮮提供新方向 1 材料與方法 試驗(yàn)于2020 2021年在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技 學(xué)院進(jìn)行 1 1 材料與試劑 1 1 1 材料 紫背天葵 商品成熟度 于2020年11 月采摘于蘇州潤匯農(nóng)業(yè)基地 要求生理相近 無機(jī)械 損傷和蟲害 當(dāng)天冰溫運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室 1 1 2 試劑 5尿苷二磷酸鈉鹽 UDP 果糖6磷 酸二鈉 F 6 P 尿苷二磷酸葡萄糖 UDPG 均為 生物試劑 源葉生物科技有限公司 蔗糖 果糖以及 葡萄糖為色譜純 源葉生物科技有限公司 浸泡用蔗 糖以及其余所有試劑均為國產(chǎn)分析純 壽德試驗(yàn)器材 有限公司 1 1 3 儀器與設(shè)備 Alpha1860A紫外可見分光光 度計(jì) 上海譜元有限公司 IMAGINGPAM葉綠素?zé)?光檢測(cè)儀 德國WALZ公司 Hitachi H7650透射電 子顯微鏡 日本日立公司 島津LC 20A高效液相 ELSD檢測(cè)系統(tǒng) HPLCELSD 日本Shimadzu公 司 H1750R臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室 儀器開發(fā)有限公司 FE30電導(dǎo)率儀 梅特勒托利多 儀器有限公司 1 2 方法 1 2 1 不同蔗糖濃度處理方法 將新鮮的紫背天葵 分別用0 蒸餾水 4 8 12 和16 的蔗糖濃 度進(jìn)行浸泡處理 具體處理方式如下 將30株 約 300 g 生理相近的植株作為一捆 底部預(yù)留3 cm左 右的基部用于浸泡 分別浸泡于50 mL不同濃度 蔗糖溶液中 用5號(hào)自封袋作為處理容器 輕柔扎緊 袋口 于40 L泡沫箱暗置密封12 h 箱內(nèi)放置0 1 KOH用于吸收CO 2 處理完成后隨機(jī)選取4捆分裝 于8 L左右的黑色PE塑料袋 用牙簽在塑料袋表面 均勻戳20個(gè)小洞 并挽口 每個(gè)處理各3袋 黑暗 貯藏于 20 2 濕度 90 5 環(huán)境下 分別 于第 1 0 1 3 5和7天取樣 其中 1天指采摘 樣品當(dāng)天 0 d代表蔗糖處理完當(dāng)天 如無特殊說明 本研究指標(biāo)測(cè)定所用材料均為第0 1 3 5和7天 取樣樣品 選取去除頂部幼芽后由上往下數(shù)第3 4片葉作為研究材料 1 2 2 蔗糖濃度的篩選 在第0 1 3和5天分別 測(cè)定樣品的呼吸速率 17 失重率采用差重法 相對(duì) 電導(dǎo)率 18 腐爛率 19 用于評(píng)價(jià)不同濃度蔗糖的處 理效果 選出最佳處理濃度后 用該濃度進(jìn)行后續(xù) 的研究 1 2 3 相關(guān)糖類物質(zhì)與可溶性蛋白的檢測(cè) 淀粉采 用酸水解法 可溶性糖采用蒽酮比色法 還原糖采用 3 5二硝基水楊酸法 可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)染 色法 以上4個(gè)方法均參考曹建康等 20 方法 葡萄糖 果糖和蔗糖參考高效液相色譜法 21 并稍作修改 1 g樣品用4 mL 80 乙醇50 100 W 超聲提取50 min 再80 水浴1 h 冷卻至室溫后 4 12 000 g離心20 min 收集上清 過0 45 m 濾膜備用 色譜條件為 流動(dòng)相為70 乙腈 色譜 柱為ZORBAX Carbohydrate 4 6 mm 250 mm 5 m 柱溫為35 檢測(cè)條件 檢測(cè)器為ELSD 流速為1 mL min 1 進(jìn)樣量為20 L 氮?dú)鈮毫?50 kPa 漂移管溫度為50 1 2 4 蔗糖代謝相關(guān)酶檢測(cè) 取2 g樣品 加入5 mL 100 mmol L 1 Tris pH 7 2 提取緩沖液 含2 mmol L 1 EDTA 5 mmol L 1 MgCl 2 5 mmol L 1 DTT 2 v v 乙二醇 0 2 w v BSA和2 w v PVP 渦旋混勻 于4 下提取10 min 10 000 g 4 離心20 min 收集上清液 用100倍體積上清 液的透析液 含1 mmol L 1 EDTA 2 5 mmol L 1 MgCl 2 1 mmol L 1 DTT和1 v v 乙二醇 于4 透析24 h 期間多次更換透析液 透析后的提取液 保存于4 用于酶活性檢測(cè) 其中蔗糖磷酸合成 酶 sucrosephosphate synthase SPS 蔗糖酸性轉(zhuǎn)化 酶 acid invertase AI 蔗糖合成酶 sucrose synthase 包括合成方向SS S和分解方向SS C 的活性采用 WU等 22 的方法 用葡萄糖作標(biāo)準(zhǔn)曲線 總酶活定義 為每mg可溶性蛋白單位時(shí)間生成或消耗的葡萄糖含 量 mg 單位為U mg 1 protein 總淀粉酶 Amylase 采用高俊鳳 23 的方法 其中總淀粉酶活性定義為每 mg可溶性蛋白單位時(shí)間水解淀粉生成麥芽糖含量 mg 單位為U mg 1 protein 可溶性蛋白含量檢測(cè) 方法與1 2 3一致 8期 謝意通等 外源蔗糖對(duì)紫背天葵采后品質(zhì)及葉綠體的影響 1645 1 2 5 葉綠體膜脂氧化 1 2 5 1 葉綠體提取 參考AUSTIN等 24 研究并稍 作修改 取3 g樣品 加入10 mL預(yù)冷的緩沖液A 50 mmol L 1 Tris pH 3 6 內(nèi)含25 mmol L 1 EDTANa 2 1 25 mol L 1 NaCl 0 25 mol L 1 Vc 1 5 w v PVP 振蕩 4 靜置10 min 渦旋 400目尼龍布過濾 用 玻棒擰干 用5 mL緩沖液A沖洗濾渣 再次擰干 500 g 4 離心5 min 收集上清 用緩沖液定容 至10 mL 3 000 g 4 離心10 min 棄上清 加 入10 mL緩沖液B 50 mmol L 1 Tris pH 8 0 內(nèi) 含25 mmol L 1 EDTANa 2 1 25 mol L 1 NaCl 2 5 mmol L 1 DTT 0 1 BSA 振蕩 靜置5 min 渦旋 2 000 g 4 離心10 min 棄上清 再加10 mL緩 沖液B重復(fù)操作 加入10 mL緩沖液C 50 mmol L 1 Tris pH 8 0 內(nèi)含0 25 mol L 1 NaCl 20 mmol L 1 EDTANa 2 振蕩 靜置5 min 渦旋 3 000 g 4 離心10 min 棄上清 再加3 mL緩沖液C重復(fù)操作 棄上清 最后用3 mL緩沖液C將葉綠體沉淀重懸后 低溫保存 1 2 5 2 葉綠體丙二醛 MDA 和脂氧合酶 LOX 測(cè)定 采用SONG第 25 的方法 MDA和LOX結(jié)果 均用 mol g 1 葉綠體表示 其中葉綠體得率通過檢 測(cè)提取葉綠體的葉綠素含量來表示 即葉綠體得率 mg g 1 m V 5 34 1000A 652 其中A 652 為總?cè)~綠素 的吸光值 V為葉綠素提取總體積 m為提取樣品 質(zhì)量 1 2 6 葉綠體超微結(jié)構(gòu) 參考吳正鋒等 26 方法 選 取第 1 3 5和7天的葉片 在葉片主葉脈兩側(cè)用刀 片切取大小為4 mm 2 mm的組織塊 浸入2 5 v v 戊二醛溶液中 4 初固定24 h以上 然后 采用1 w v 的鋨酸溶液增加固定 用0 1 mol L 1 的磷酸緩沖液反復(fù)洗滌多次 固定后的樣品用梯度 乙醇丙醇脫水 丙酮洗滌脫水 最后包埋在Spur 環(huán)氧樹脂中 在超微切片機(jī)上切下超薄切片 用2 5 w v 乙酸鈾酰染色 隨后用檸檬酸染色后固定到 銅網(wǎng)上 最后用透射電子顯微鏡以80 kV的加速電 壓觀察 拍照 1 2 7 葉綠素?zé)晒?參考田雨等 27 方法 采用 IMAGINGPAM葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)儀測(cè)定第 1 0 1 3 5和7天葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù) 每片葉片選取7個(gè)點(diǎn) 每個(gè)處理取20片獨(dú)立的葉片 葉片暗處理30 min后 測(cè)定葉片的初始熒光 F 0 和最大熒光 F m 計(jì)算 最大光化學(xué)效率 F m F 0 F m 即F v F m 接著打開光 化光 待熒光值穩(wěn)定后 測(cè)定葉片的穩(wěn)態(tài)熒光 F s 最后打開飽和脈沖光 測(cè)定光適應(yīng)下的最大熒光產(chǎn)量 F m 計(jì)算實(shí)際光化學(xué)效率QY F m F s F m 1 2 8 總?cè)~綠素含量 參考B CHERT等 28 的方法 并稍作修改 稱取紫背天葵樣品1 0 g于10 mL離心 管中 用3 mL 80 丙酮渦旋 避光靜置5 min 劇烈 振蕩 再次渦旋 靜置5 min 用高速冷凍離心機(jī)在 4 10 000 g離心后取上清液 再次加3 mL 80 丙酮渦旋沉淀 靜置5 min 重復(fù)操作 直至沉淀無 明顯的綠色 收集多次上清 用80 丙酮定容至25 mL 以80 丙酮為空白 于在波長652 nm處測(cè)定吸 光度 A 葉綠素含量根據(jù)C chl mg g 1 5 34 m VA 計(jì)算 其中m為樣品鮮重 g V為葉綠素提取液 總體積 L 34 5為葉綠素在652 nm下的吸光系數(shù) 1 3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 所有試驗(yàn)均為3個(gè)生物學(xué)重復(fù) 利用SPSS 22 0 進(jìn)行單因素方差分析和t檢驗(yàn)顯著性檢驗(yàn)以及pearson 相關(guān)性分析 測(cè)定結(jié)果用Mean SD表示 同一時(shí)間 組間差異顯著性通過字母標(biāo)示法標(biāo)示 不同字母表 示差異顯著 P 0 05 并使用SigmaPlot 11 0作 圖 2 結(jié)果 2 1 不同濃度蔗糖處理紫背天葵的效果 經(jīng)過蔗糖處理后 紫背天葵在貯藏后期的呼吸強(qiáng) 度都出現(xiàn)了上升 與對(duì)照對(duì)比 除了16 蔗糖處理 其他濃度的處理都先上升后下再上升 前期上升的原 因可能是蔗糖為紫背天葵提供了外源碳源 其中12 的蔗糖處理后期上升最緩慢 16 的蔗糖處理使紫背 天葵在前期的呼吸速率下降 后期則上升 不同濃度蔗糖處理中 12 的蔗糖在貯藏后期保 持紫背天葵水分的效果最好 但在前3 d天貯藏期間 各處理間沒有顯著差異 與對(duì)照相比 各濃度的蔗糖 處理都會(huì)使紫背天葵的細(xì)胞滲透率增加 但增加的程 度并不與濃度成正相關(guān) 其中4 和16 蔗糖處理組 的相對(duì)電導(dǎo)率增加程度最明顯 可能是低濃度和高濃 度的蔗糖處理使紫背天葵處于脅迫狀態(tài) 誘發(fā)體內(nèi)膜 脂的氧化 在各濃度處理中 12 的蔗糖處理可以明 顯降低紫背天葵在貯藏期間的腐爛率 圖1 綜上 12 蔗糖處理具有更好的保鮮作用 因此以該濃度開 展下一步研究 1646 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 55卷 貯藏天數(shù) Storage days d 01 3 5 呼吸強(qiáng)度 Resp irato r y in tens ity CO 2 mg kg 1 h 1 0 20 40 60 80 100 120 a a b c c a b b c d a a a a b a b bb c A d B 01 3 5 失重率 Weig ht l o s s rate 0 1 2 3 4 5 6 7 a a a a a a a a a a bc a c d 0135 相對(duì)電導(dǎo)率 Relati ve electri cal co ndu ctiv ity 0 10 20 30 40 a b c c c a a b c c d a a b b c 0135 腐爛率 Dec a y ra te 0 10 20 30 40 a b c a a b b c a b b c d c c 對(duì)照 CK 4 蔗糖 ST4 8 蔗糖 ST8 12 蔗糖 ST12 16 蔗糖 ST16 貯藏天數(shù) Storage days d 貯藏天數(shù) Storage days d CD 貯藏天數(shù) Storage days d 不同小寫字母代表顯著差異 P 0 05 下同 Different lowercase letters indicate significant difference P 0 05 The same as below 圖 1 不同濃度蔗糖處理對(duì)紫背天葵呼吸速率 A 失重率 B 相對(duì)電導(dǎo)率 C 和腐爛率 D 的影響 Fig 1 Effects of sucrose treatment at different concentrations on respiration rate A weight loss B conductivity C and decay rate D of G bicolor 2 2 蔗糖處理對(duì)紫背天葵淀粉 可溶性糖 還原糖和 可溶性蛋白含量的影響 蔗糖處理可顯著延緩可溶性糖 淀粉和可溶性蛋 白含量在貯藏期間的下降 圖2 對(duì)照組的可溶性 糖含量和還原糖含量在處理當(dāng)天到第1天的下降速度 顯著大于蔗糖處理組 表明紫背天葵在早期暗貯藏期 間消耗的儲(chǔ)備物質(zhì)較多 到了第3天略有上升 可能 是由于淀粉的水解產(chǎn)生了較多的小分子可溶性糖 在 貯藏的第3天和第5天 對(duì)照組的還原糖含量顯著高 于蔗糖處理組 第7天時(shí)處理組的還原糖含量高于對(duì) 照組 貯藏期間可溶性蛋白的變化可以反映蛋白質(zhì)的降 解情況 從而可衡量機(jī)體的衰老程度 29 對(duì)照組的可溶 性蛋白含量在貯藏期間都低于蔗糖處理組 特別是貯 藏后期 暗示對(duì)照組在貯藏期間由于碳源匱乏 加速 了蛋白的分解利用 在貯藏第7天 處理組與對(duì)照組 相比 淀粉含量比為1 09倍 可溶性糖含量比為1 1 倍 還原糖含量比為1 8 可溶性蛋白含量比為2 2倍 因此 蔗糖處理可以顯著抑制紫背天葵糖類物質(zhì)和可 溶性蛋白的降解 2 3 蔗糖處理對(duì)紫背天葵蔗糖代謝的影響 2 3 1 對(duì)蔗糖合成的影響 SPS和SS S作為蔗糖的 主要合成酶 影響蔗糖的合成與代謝 30 對(duì)照組的SPS 活性在貯藏期間都高于蔗糖處理組 呈上升趨勢(shì) 而 處理組在貯藏期間保持較為穩(wěn)定的活性 圖3 處 理組與對(duì)照組的SS S活性在貯藏前期基本不變 而到 貯藏后期 處理組與對(duì)照組均上升 在貯藏前3 d SPS活性與蔗糖含量呈顯著正相關(guān) r 0 824 P 0 044 0 05 SS S活性與蔗糖含量無顯著相關(guān)性 r 0 258 P 0 622 0 05 到了貯藏后期 SPS活性與蔗糖含 量呈負(fù)相關(guān) r 0 475 P 0 341 0 05 SS S活性與 8期 謝意通等 外源蔗糖對(duì)紫背天葵采后品質(zhì)及葉綠體的影響 1647 淀粉含量 Starch content m g g 1 FW 可溶性糖含量 So lub le s ugar cont ent mg g 1 FW 還原糖含量 Red u cing su gar co nt en t mg g 1 FW 可溶性蛋白含量 Sol ubl e prot ei n con t ent mg g 1 FW 圖 2 蔗糖處理對(duì)貯藏期間紫背天葵淀粉 A 可溶性糖 B 還原糖 C 和可溶性蛋白 D 含量的影響 Fig 2 Effects of sucrose treatment on the content of starch A soluble sugar B reducing sugar C and soluble protein D of G bicolor during storage 01 3 5 7 蔗糖磷酸合成酶活性 SP S activity U m g 1 Prot ei n 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 a a a b a a b aA b b 01357 蔗糖合成酶活性 SS S activ it y U mg 1 Pr o t e i n 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 a a a b b b a a a a 01 3 5 7 總淀粉酶活性 Amylas e ac tivity U mg 1 P r ot ei n 0 2 4 6 8 10 a a a b a b b a a a 01357 蔗糖含量 Sucros e co nten t mg g 1 FW 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 a a a a b a b a b a B CD 貯藏天數(shù) Storage days d 貯藏天數(shù) Storage days d 貯藏天數(shù) Storage days d 貯藏天數(shù) Storage days d 對(duì)照 CK 12 蔗糖 ST12 圖 3 蔗糖處理對(duì)紫背天葵蔗糖合成的影響 Fig 3 Effects of sucrose treatment on sucrose synthesis of G bicolor 1648 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 55卷 蔗糖含量也呈負(fù)相關(guān) r 0 437 P 0 387 0 05 但相關(guān)性均不顯著 暗示紫背天葵蔗糖含量在貯藏前 期主要由SPS正調(diào)控 在貯藏后期則由SPS和SS S 共同負(fù)調(diào)控 淀粉酶 Amylase 將淀粉水解成小分 子的糖類 進(jìn)而生成蔗糖的合成前體物質(zhì)如UDPG和 F 6 P 對(duì)照組的淀粉酶活性在貯藏后期 顯著高于處 理組 淀粉酶活性與蔗糖含量呈顯著負(fù)相關(guān) r 0 816 P 0 038 0 05 暗示處理組的紫背天 葵在吸收外源蔗糖后 可以在貯藏后期保持較穩(wěn)定的 蔗糖含量 從而抑制淀粉酶活性 2 3 2 對(duì)蔗糖分解的影響 蔗糖的水解酶主要有 SSC和AI 對(duì)碳源的轉(zhuǎn)運(yùn) 分配利用和糖信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有 重要作用 31 對(duì)照組和處理組的SSC活性在貯藏期間 沒有顯著差異 到了貯藏后期 處理組和對(duì)照組的SSC 活性稍微上升 蔗糖處理組的AI活性在貯藏第1天 上升 第3天開始下降 貯藏后期活性緩慢上升 而 對(duì)照組與處理組完全相反 對(duì)照組的AI活性在貯藏 前期基本不變 到貯藏后期活性顯著上升 圖4 葡萄糖與果糖含量在貯藏期間的變化趨勢(shì)基本一致 在貯藏前3 d 果糖含量與SS C活性呈顯著正性相關(guān) r 0 852 P 0 031 0 05 與AI活性無顯著正相 關(guān)性 r 0 728 P 0 101 0 05 但在貯藏后期 果 糖含量與AI活性高度相關(guān) r 0 973 P 0 027 0 05 而與SS C活性無顯著相關(guān)性 r 0 494 P 0 506 0 05 暗示蔗糖的分解由SS C和AI共同負(fù)責(zé) 兩 者的主導(dǎo)作用與貯藏時(shí)期有關(guān) 蔗糖分解酶活性 SS C acti vit y U mg 1 prot ein 酸性水解酶活性 AI activity U m g 1 pro t ein 果糖含量 Fructos e content m g g 1 FW 葡萄糖含量 G luco s e cont en t mg g 1 FW 圖 4 蔗糖處理對(duì)紫背天葵蔗糖分解的影響 Fig 4 Effects of sucrose treatment on sucrose decomposition of G bicolor 2 4 蔗糖處理對(duì)紫背天葵葉綠體膜脂氧化和超微結(jié) 構(gòu)的影響 2 4 1 葉綠體膜脂氧化 MDA是膜脂氧化的產(chǎn)物 其含量可以評(píng)價(jià)細(xì)胞的膜脂氧化程度 32 由圖5可 知 對(duì)照組和處理組的葉綠體MDA含量在貯藏期 間都先上升后下降再緩慢上升 對(duì)照組葉綠體的 8期 謝意通等 外源蔗糖對(duì)紫背天葵采后品質(zhì)及葉綠體的影響 1649 MDA含量在貯藏期間均高于處理組 表明對(duì)照組的 葉綠體在貯藏期間發(fā)生的膜脂氧化程度顯著高于處 理組 LOX作為膜脂氧化的關(guān)鍵酶 和果蔬采后衰 老具有密切關(guān)系 對(duì)照組的LOX活性在貯藏期間均 高于處理組 且貯藏期間的活性變化與MDA含量 變化極顯著相關(guān) 相關(guān)系數(shù)r 0 81 P 0 01 表 明葉綠體的膜脂氧化主要由LOX引起 說明對(duì)照組 葉綠體的膜脂氧化高于處理組 證實(shí)蔗糖處理可以 抑制葉綠體LOX活性 從而降低葉綠體的膜脂氧化 程度 01357 丙二醛含量 MDA content m ol g 1 chlo ropl ast 0 3 4 5 6 7 a a a b b a b a a b 01357 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 a b a b a a a b b a B 脂氧合酶活性 LOX acti v i ty U g 1 chloroplas t A 貯藏天數(shù) Storage days d 貯藏天數(shù) Storage days d 對(duì)照 CK 12 蔗糖 ST12 圖 5 紫背天葵葉綠體貯藏期間 MDA A 含量和 LOX B 活性變化 Fig 5 Changes of MDA A content and LOX B activity in chloroplasts of G bicolor during storage 2 4 2 葉綠體超微結(jié)構(gòu) 處理前 紫背天葵的細(xì)胞壁 清晰可見 細(xì)胞膜厚實(shí)光滑 葉綠體呈細(xì)長狀 類囊 體膜清晰分明 噬餓顆粒和胞質(zhì)雜質(zhì)少 第3天時(shí) 對(duì)照組細(xì)胞出現(xiàn)了明顯的質(zhì)壁分離現(xiàn)象 基粒片層開 始出現(xiàn)分離 胞質(zhì)中雜質(zhì)增加 而蔗糖處理則未出現(xiàn) 質(zhì)壁分離現(xiàn)象 胞質(zhì)雜質(zhì)增加不明顯 第5天時(shí) 對(duì) 照組的細(xì)胞膜出現(xiàn)褶皺并發(fā)生了斷裂 細(xì)胞膜變薄 葉綠體的膜結(jié)構(gòu)變得模糊 葉綠體形狀開始由細(xì)長狀 變?yōu)闄E圓狀 胞質(zhì)雜質(zhì)與第3天相比變化不明顯 而 處理組的